پیشگیری از ناشنوایی: تکنیک ویرایش نوین ژن ممکن است از ناشنوایی جلوگیری کند
برای اولین بار، محققان از روش جدید، حالت پیشرفته ویرایش ژنوم برای جلوگیری از ناشنوایی در موش ها استفاده کرده اند. امید است که در آینده بتوانند از این روش برای پیشگیری از ناشنوایی در انسان استفاده کنند.
براساس اطلاعات موسسه ملی ناشنوایان و سایر اختلالات ارتباطی، حدودا دو تا سه کودک در هر ۱۰۰۰ نفر در ایالات متحده، با یک اختلال شنوایی در یک یا هر دو گوش، متولد می شوند و حدود ۱۵ درصد از بزرگسالان، دارای مشکلات شنوایی هستند.
علاوه بر این، مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری ها (CDC) اشاره می کنند که ۵۰ تا ۶۰ درصد موارد کم شنوائی در نوزادان به علت عوامل ژنتیکی ناشی از جهش ژن هایی است که “برنامه یا نقشه” شنوایی دارند.
پیشگیری از ناشنوایی با روش های ویرایش ژن
به تازگی، دانشمندان با روش های ویرایش ژن تلاش کرده اند تا بتوانند آن را دستکاری کنند تا از ایجاد ناشنوایی به علت عوامل ژنتیکی جلوگیری شود.
محققان موسسه پزشکی هاوارد هیوز در Chevy Chase MD از تکنولوژی ویرایش ژنوم دقیق CRISPR-Cas9 بر روی یک مدل موش استفاده کرده اند تا ژن را ویرایش کنند. این ژن می تواند منجر به از دست دادن کامل شنوایی شود.
دیوید لیو یکی از محققان این تحقیق می گوید: “ما امیدواریم که این کار روزی به پیشرفت درمان برخی از انواع ناشنوایی ژنتیکی در افراد کمک کند.”
لیو و همکارانش، نتایج و یافته های خود را در یک مقاله در مجله Nature منتشر کردند.
پیشگیری از ناشنوایی با حذف نسخه ژن معیوب
یک ژن مرتبط با شنوایی Tmc1 است. جهش در این ژن عامل ناشنوایی شناخته شده است، زیرا باعث از بین رفتن سلول ظریف شنوایی ( سلول های مویی ) در حلزون گوش که بخشی از گوش داخلی است، می شود.
سلول های مویی حلزون گوش در شنوایی نقش مهمی دارند. آنها ارتعاش ها را می گیرند و با سلول های مغز ارتباط برقرار می کنند، تا پردازش شوند. Tmc1 تغییر یافته، باعث کاهش شنوایی تدریجی در هر دو انسان و موش می شود که لیو و تیم او اجازه داشتند از مدل موش در تحقیقات خود استفاده کنند.
دانشمندان بر این باور بودند که اگر آنها بتوانند نسخه جهش یافته ژن را حذف کنند، قادر به جلوگیری از نا شنوایی در حیوانات خواهند بود.
در کار با موش های جوان، محققان از CRISPR-Cas9 استفاده می کنند که یک تکنولوژی جدید ویرایش ژنوم است که دانشمندان را قادر می سازد تا با دقت در DNA دخالت کنند.
“Cas9” برای “پروتئین ۹ مرتبط با CRISPR”، یک آنزیم است که می تواند به عنوان یک ابزار برای حذف نسخه معیوب ژن ها از ژنوم استفاده شود.
آنچه لیو و تیم با آن مواجه بودند، Cas9 بود که تنها نسخه تغییر یافته از Tmc1 را از بین برد و مانع از تغییر در نسخه سالم آن نیز شد. این مبارزه ناشی از این واقعیت است که نسخه جهش یافته و سالم تنها در یک نقطه متفاوت است.
پیشرفت در تکنولوژی CRISPR برای پیشگیری از ناشنوایی
راه حل انتخاب شده توسط محققان، ارائه Cas9 و همچنین راهنمای RNA است که جهت هدایت آن، کپسوله شده در یک ترکیب لیپید است. این روش قبلا توسط لیو و دیگر محققان توصیف شده است.
Casp با لیپید کپسوله شده کارآمدتر است، زیرا می تواند مسیر خود را برای رسیدن به نسخه هدف، به راحتی پیدا کند و احتمال کاهش تداخل با سایر بخش های DNA را داشته باشد.
محققان تزریق چربی حاوی Cas9 و راهنمای RNA را به موش های تازه متولد شده با نسخه معیوب Tmc1 تزریق کردند، که پس از ۸ هفته سلول های مویی حلزون گوش عمدتا باقی مانده بودند.
در مقابل، حیواناتی که با R9C راهنمای CAS9، تزریق شده بودند، سلول های مویی خود را به شدت در آن دوره از دست دادند.
با استفاده از الکترود، لیو و همکارانش با آزمایش فعالیت مغز در مناطق مرتبط با پردازش صدا، شنوایی موش را آزمایش کردند. آنها کشف کردند که حیواناتی که مداخله CRISPR-Cas را دریافت نکرده بودند نیاز به واکنش بیشتری داشتند. حدود ۴ هفته بعد از این روش، موش هایی که با کمپلکس Cas9 تزریق می شدند، قادر به درک صداها بودند.
پیشگیری از ناشنوایی در انسان
اگرچه این تکنیک هنوز نمی تواند مورد استفاده برای درمان موارد انسانی باشد، محققان امیدوارند که در آینده، این روش در بسیاری از افرادی که در معرض عوامل خطر ارثی برای ناشنوایی قرار دارند، جلوگیری خواهد کرد.
لیو اظهار داشت که این درمان باید در دوران کودکی اعمال شود تا از دست رفتن سلول های مویی حلزون گوش جلوگیری شود، زیرا آسیب، زمانی که انجام می شود، معمولا سخت تر قابل برگشت است، اگرچه غیر ممکن نیست.
وی گفت: “اعتقاد در این زمینه این است که هنگامی که سلولهای مویی حلزون گوش خود را از دست داده اید، دشوارتر است که آنها را بازگردانید.”
ترجمه از: فرزانه پاشایی